25b0b69e8702027d735ec0b86bd39afd98ce300a
[sbcl.git] / src / compiler / ir1opt.lisp
1 ;;;; This file implements the IR1 optimization phase of the compiler.
2 ;;;; IR1 optimization is a grab-bag of optimizations that don't make
3 ;;;; major changes to the block-level control flow and don't use flow
4 ;;;; analysis. These optimizations can mostly be classified as
5 ;;;; "meta-evaluation", but there is a sizable top-down component as
6 ;;;; well.
7
8 ;;;; This software is part of the SBCL system. See the README file for
9 ;;;; more information.
10 ;;;;
11 ;;;; This software is derived from the CMU CL system, which was
12 ;;;; written at Carnegie Mellon University and released into the
13 ;;;; public domain. The software is in the public domain and is
14 ;;;; provided with absolutely no warranty. See the COPYING and CREDITS
15 ;;;; files for more information.
16
17 (in-package "SB!C")
18 \f
19 ;;;; interface for obtaining results of constant folding
20
21 ;;; Return true if the sole use of Cont is a reference to a constant leaf.
22 (declaim (ftype (function (continuation) boolean) constant-continuation-p))
23 (defun constant-continuation-p (cont)
24   (let ((use (continuation-use cont)))
25     (and (ref-p use)
26          (constant-p (ref-leaf use)))))
27
28 ;;; Return the constant value for a continuation whose only use is a
29 ;;; constant node.
30 (declaim (ftype (function (continuation) t) continuation-value))
31 (defun continuation-value (cont)
32   (aver (constant-continuation-p cont))
33   (constant-value (ref-leaf (continuation-use cont))))
34 \f
35 ;;;; interface for obtaining results of type inference
36
37 ;;; Return a (possibly values) type that describes what we have proven
38 ;;; about the type of Cont without taking any type assertions into
39 ;;; consideration. This is just the union of the NODE-DERIVED-TYPE of
40 ;;; all the uses. Most often people use CONTINUATION-DERIVED-TYPE or
41 ;;; CONTINUATION-TYPE instead of using this function directly.
42 (defun continuation-proven-type (cont)
43   (declare (type continuation cont))
44   (ecase (continuation-kind cont)
45     ((:block-start :deleted-block-start)
46      (let ((uses (block-start-uses (continuation-block cont))))
47        (if uses
48            (do ((res (node-derived-type (first uses))
49                      (values-type-union (node-derived-type (first current))
50                                         res))
51                 (current (rest uses) (rest current)))
52                ((null current) res))
53            *empty-type*)))
54     (:inside-block
55      (node-derived-type (continuation-use cont)))))
56
57 ;;; Our best guess for the type of this continuation's value. Note
58 ;;; that this may be Values or Function type, which cannot be passed
59 ;;; as an argument to the normal type operations. See
60 ;;; Continuation-Type. This may be called on deleted continuations,
61 ;;; always returning *.
62 ;;;
63 ;;; What we do is call CONTINUATION-PROVEN-TYPE and check whether the
64 ;;; result is a subtype of the assertion. If so, return the proven
65 ;;; type and set TYPE-CHECK to nil. Otherwise, return the intersection
66 ;;; of the asserted and proven types, and set TYPE-CHECK T. If
67 ;;; TYPE-CHECK already has a non-null value, then preserve it. Only in
68 ;;; the somewhat unusual circumstance of a newly discovered assertion
69 ;;; will we change TYPE-CHECK from NIL to T.
70 ;;;
71 ;;; The result value is cached in the CONTINUATION-%DERIVED-TYPE slot.
72 ;;; If the slot is true, just return that value, otherwise recompute
73 ;;; and stash the value there.
74 #!-sb-fluid (declaim (inline continuation-derived-type))
75 (defun continuation-derived-type (cont)
76   (declare (type continuation cont))
77   (or (continuation-%derived-type cont)
78       (%continuation-derived-type cont)))
79 (defun %continuation-derived-type (cont)
80   (declare (type continuation cont))
81   (let ((proven (continuation-proven-type cont))
82         (asserted (continuation-asserted-type cont)))
83     (cond ((values-subtypep proven asserted)
84            (setf (continuation-%type-check cont) nil)
85            (setf (continuation-%derived-type cont) proven))
86           (t
87            (unless (or (continuation-%type-check cont)
88                        (not (continuation-dest cont))
89                        (eq asserted *universal-type*))
90              (setf (continuation-%type-check cont) t))
91
92            (setf (continuation-%derived-type cont)
93                  (values-type-intersection asserted proven))))))
94
95 ;;; Call CONTINUATION-DERIVED-TYPE to make sure the slot is up to
96 ;;; date, then return it.
97 #!-sb-fluid (declaim (inline continuation-type-check))
98 (defun continuation-type-check (cont)
99   (declare (type continuation cont))
100   (continuation-derived-type cont)
101   (continuation-%type-check cont))
102
103 ;;; Return the derived type for CONT's first value. This is guaranteed
104 ;;; not to be a VALUES or FUNCTION type.
105 (declaim (ftype (function (continuation) ctype) continuation-type))
106 (defun continuation-type (cont)
107   (single-value-type (continuation-derived-type cont)))
108 \f
109 ;;;; interface routines used by optimizers
110
111 ;;; This function is called by optimizers to indicate that something
112 ;;; interesting has happened to the value of Cont. Optimizers must
113 ;;; make sure that they don't call for reoptimization when nothing has
114 ;;; happened, since optimization will fail to terminate.
115 ;;;
116 ;;; We clear any cached type for the continuation and set the
117 ;;; reoptimize flags on everything in sight, unless the continuation
118 ;;; is deleted (in which case we do nothing.)
119 ;;;
120 ;;; Since this can get called during IR1 conversion, we have to be
121 ;;; careful not to fly into space when the Dest's Prev is missing.
122 (defun reoptimize-continuation (cont)
123   (declare (type continuation cont))
124   (unless (member (continuation-kind cont) '(:deleted :unused))
125     (setf (continuation-%derived-type cont) nil)
126     (let ((dest (continuation-dest cont)))
127       (when dest
128         (setf (continuation-reoptimize cont) t)
129         (setf (node-reoptimize dest) t)
130         (let ((prev (node-prev dest)))
131           (when prev
132             (let* ((block (continuation-block prev))
133                    (component (block-component block)))
134               (when (typep dest 'cif)
135                 (setf (block-test-modified block) t))
136               (setf (block-reoptimize block) t)
137               (setf (component-reoptimize component) t))))))
138     (do-uses (node cont)
139       (setf (block-type-check (node-block node)) t)))
140   (values))
141
142 ;;; Annotate Node to indicate that its result has been proven to be
143 ;;; typep to RType. After IR1 conversion has happened, this is the
144 ;;; only correct way to supply information discovered about a node's
145 ;;; type. If you screw with the Node-Derived-Type directly, then
146 ;;; information may be lost and reoptimization may not happen.
147 ;;;
148 ;;; What we do is intersect Rtype with Node's Derived-Type. If the
149 ;;; intersection is different from the old type, then we do a
150 ;;; Reoptimize-Continuation on the Node-Cont.
151 (defun derive-node-type (node rtype)
152   (declare (type node node) (type ctype rtype))
153   (let ((node-type (node-derived-type node)))
154     (unless (eq node-type rtype)
155       (let ((int (values-type-intersection node-type rtype)))
156         (when (type/= node-type int)
157           (when (and *check-consistency*
158                      (eq int *empty-type*)
159                      (not (eq rtype *empty-type*)))
160             (let ((*compiler-error-context* node))
161               (compiler-warning
162                "New inferred type ~S conflicts with old type:~
163                 ~%  ~S~%*** Bug?"
164                (type-specifier rtype) (type-specifier node-type))))
165           (setf (node-derived-type node) int)
166           (reoptimize-continuation (node-cont node))))))
167   (values))
168
169 ;;; Similar to Derive-Node-Type, but asserts that it is an error for
170 ;;; Cont's value not to be typep to Type. If we improve the assertion,
171 ;;; we set TYPE-CHECK and TYPE-ASSERTED to guarantee that the new
172 ;;; assertion will be checked.
173 (defun assert-continuation-type (cont type)
174   (declare (type continuation cont) (type ctype type))
175   (let ((cont-type (continuation-asserted-type cont)))
176     (unless (eq cont-type type)
177       (let ((int (values-type-intersection cont-type type)))
178         (when (type/= cont-type int)
179           (setf (continuation-asserted-type cont) int)
180           (do-uses (node cont)
181             (setf (block-attributep (block-flags (node-block node))
182                                     type-check type-asserted)
183                   t))
184           (reoptimize-continuation cont)))))
185   (values))
186
187 ;;; Assert that Call is to a function of the specified Type. It is
188 ;;; assumed that the call is legal and has only constants in the
189 ;;; keyword positions.
190 (defun assert-call-type (call type)
191   (declare (type combination call) (type function-type type))
192   (derive-node-type call (function-type-returns type))
193   (let ((args (combination-args call)))
194     (dolist (req (function-type-required type))
195       (when (null args) (return-from assert-call-type))
196       (let ((arg (pop args)))
197         (assert-continuation-type arg req)))
198     (dolist (opt (function-type-optional type))
199       (when (null args) (return-from assert-call-type))
200       (let ((arg (pop args)))
201         (assert-continuation-type arg opt)))
202
203     (let ((rest (function-type-rest type)))
204       (when rest
205         (dolist (arg args)
206           (assert-continuation-type arg rest))))
207
208     (dolist (key (function-type-keywords type))
209       (let ((name (key-info-name key)))
210         (do ((arg args (cddr arg)))
211             ((null arg))
212           (when (eq (continuation-value (first arg)) name)
213             (assert-continuation-type
214              (second arg) (key-info-type key)))))))
215   (values))
216 \f
217 ;;;; IR1-OPTIMIZE
218
219 ;;; Do one forward pass over Component, deleting unreachable blocks
220 ;;; and doing IR1 optimizations. We can ignore all blocks that don't
221 ;;; have the Reoptimize flag set. If Component-Reoptimize is true when
222 ;;; we are done, then another iteration would be beneficial.
223 ;;;
224 ;;; We delete blocks when there is either no predecessor or the block
225 ;;; is in a lambda that has been deleted. These blocks would
226 ;;; eventually be deleted by DFO recomputation, but doing it here
227 ;;; immediately makes the effect available to IR1 optimization.
228 (defun ir1-optimize (component)
229   (declare (type component component))
230   (setf (component-reoptimize component) nil)
231   (do-blocks (block component)
232     (cond
233      ((or (block-delete-p block)
234           (null (block-pred block))
235           (eq (functional-kind (block-home-lambda block)) :deleted))
236       (delete-block block))
237      (t
238       (loop
239         (let ((succ (block-succ block)))
240           (unless (and succ (null (rest succ)))
241             (return)))
242         
243         (let ((last (block-last block)))
244           (typecase last
245             (cif
246              (flush-dest (if-test last))
247              (when (unlink-node last)
248                (return)))
249             (exit
250              (when (maybe-delete-exit last)
251                (return)))))
252         
253         (unless (join-successor-if-possible block)
254           (return)))
255
256       (when (and (block-reoptimize block) (block-component block))
257         (aver (not (block-delete-p block)))
258         (ir1-optimize-block block))
259
260       (when (and (block-flush-p block) (block-component block))
261         (aver (not (block-delete-p block)))
262         (flush-dead-code block)))))
263
264   (values))
265
266 ;;; Loop over the nodes in Block, looking for stuff that needs to be
267 ;;; optimized. We dispatch off of the type of each node with its
268 ;;; reoptimize flag set:
269
270 ;;; -- With a combination, we call Propagate-Function-Change whenever
271 ;;;    the function changes, and call IR1-Optimize-Combination if any
272 ;;;    argument changes.
273 ;;; -- With an Exit, we derive the node's type from the Value's type.
274 ;;;    We don't propagate Cont's assertion to the Value, since if we
275 ;;;    did, this would move the checking of Cont's assertion to the
276 ;;;    exit. This wouldn't work with Catch and UWP, where the Exit
277 ;;;    node is just a placeholder for the actual unknown exit.
278 ;;;
279 ;;; Note that we clear the node & block reoptimize flags *before*
280 ;;; doing the optimization. This ensures that the node or block will
281 ;;; be reoptimized if necessary. We leave the NODE-OPTIMIZE flag set
282 ;;; going into IR1-OPTIMIZE-RETURN, since IR1-OPTIMIZE-RETURN wants to
283 ;;; clear the flag itself.
284 (defun ir1-optimize-block (block)
285   (declare (type cblock block))
286   (setf (block-reoptimize block) nil)
287   (do-nodes (node cont block :restart-p t)
288     (when (node-reoptimize node)
289       (setf (node-reoptimize node) nil)
290       (typecase node
291         (ref)
292         (combination
293          (ir1-optimize-combination node))
294         (cif
295          (ir1-optimize-if node))
296         (creturn
297          (setf (node-reoptimize node) t)
298          (ir1-optimize-return node))
299         (mv-combination
300          (ir1-optimize-mv-combination node))
301         (exit
302          (let ((value (exit-value node)))
303            (when value
304              (derive-node-type node (continuation-derived-type value)))))
305         (cset
306          (ir1-optimize-set node)))))
307   (values))
308
309 ;;; We cannot combine with a successor block if:
310 ;;;  1. The successor has more than one predecessor.
311 ;;;  2. The last node's CONT is also used somewhere else.
312 ;;;  3. The successor is the current block (infinite loop).
313 ;;;  4. The next block has a different cleanup, and thus we may want to 
314 ;;;     insert cleanup code between the two blocks at some point.
315 ;;;  5. The next block has a different home lambda, and thus the control
316 ;;;     transfer is a non-local exit.
317 ;;;
318 ;;; If we succeed, we return true, otherwise false.
319 ;;;
320 ;;; Joining is easy when the successor's Start continuation is the
321 ;;; same from our Last's Cont. If they differ, then we can still join
322 ;;; when the last continuation has no next and the next continuation
323 ;;; has no uses. In this case, we replace the next continuation with
324 ;;; the last before joining the blocks.
325 (defun join-successor-if-possible (block)
326   (declare (type cblock block))
327   (let ((next (first (block-succ block))))
328     (when (block-start next)
329       (let* ((last (block-last block))
330              (last-cont (node-cont last))
331              (next-cont (block-start next)))
332         (cond ((or (rest (block-pred next))
333                    (not (eq (continuation-use last-cont) last))
334                    (eq next block)
335                    (not (eq (block-end-cleanup block)
336                             (block-start-cleanup next)))
337                    (not (eq (block-home-lambda block)
338                             (block-home-lambda next))))
339                nil)
340               ((eq last-cont next-cont)
341                (join-blocks block next)
342                t)
343               ((and (null (block-start-uses next))
344                     (eq (continuation-kind last-cont) :inside-block))
345                (let ((next-node (continuation-next next-cont)))
346                  ;; If next-cont does have a dest, it must be
347                  ;; unreachable, since there are no uses.
348                  ;; DELETE-CONTINUATION will mark the dest block as
349                  ;; delete-p [and also this block, unless it is no
350                  ;; longer backward reachable from the dest block.]
351                  (delete-continuation next-cont)
352                  (setf (node-prev next-node) last-cont)
353                  (setf (continuation-next last-cont) next-node)
354                  (setf (block-start next) last-cont)
355                  (join-blocks block next))
356                t)
357               (t
358                nil))))))
359
360 ;;; Join together two blocks which have the same ending/starting
361 ;;; continuation. The code in Block2 is moved into Block1 and Block2
362 ;;; is deleted from the DFO. We combine the optimize flags for the two
363 ;;; blocks so that any indicated optimization gets done.
364 (defun join-blocks (block1 block2)
365   (declare (type cblock block1 block2))
366   (let* ((last (block-last block2))
367          (last-cont (node-cont last))
368          (succ (block-succ block2))
369          (start2 (block-start block2)))
370     (do ((cont start2 (node-cont (continuation-next cont))))
371         ((eq cont last-cont)
372          (when (eq (continuation-kind last-cont) :inside-block)
373            (setf (continuation-block last-cont) block1)))
374       (setf (continuation-block cont) block1))
375
376     (unlink-blocks block1 block2)
377     (dolist (block succ)
378       (unlink-blocks block2 block)
379       (link-blocks block1 block))
380
381     (setf (block-last block1) last)
382     (setf (continuation-kind start2) :inside-block))
383
384   (setf (block-flags block1)
385         (attributes-union (block-flags block1)
386                           (block-flags block2)
387                           (block-attributes type-asserted test-modified)))
388
389   (let ((next (block-next block2))
390         (prev (block-prev block2)))
391     (setf (block-next prev) next)
392     (setf (block-prev next) prev))
393
394   (values))
395
396 ;;; Delete any nodes in BLOCK whose value is unused and have no
397 ;;; side-effects. We can delete sets of lexical variables when the set
398 ;;; variable has no references.
399 ;;;
400 ;;; [### For now, don't delete potentially flushable calls when they
401 ;;; have the CALL attribute. Someday we should look at the funcitonal
402 ;;; args to determine if they have any side-effects.]
403 (defun flush-dead-code (block)
404   (declare (type cblock block))
405   (do-nodes-backwards (node cont block)
406     (unless (continuation-dest cont)
407       (typecase node
408         (ref
409          (delete-ref node)
410          (unlink-node node))
411         (combination
412          (let ((info (combination-kind node)))
413            (when (function-info-p info)
414              (let ((attr (function-info-attributes info)))
415                (when (and (ir1-attributep attr flushable)
416                           (not (ir1-attributep attr call)))
417                  (flush-dest (combination-fun node))
418                  (dolist (arg (combination-args node))
419                    (flush-dest arg))
420                  (unlink-node node))))))
421         (mv-combination
422          (when (eq (basic-combination-kind node) :local)
423            (let ((fun (combination-lambda node)))
424              (when (dolist (var (lambda-vars fun) t)
425                      (when (or (leaf-refs var)
426                                (lambda-var-sets var))
427                        (return nil)))
428                (flush-dest (first (basic-combination-args node)))
429                (delete-let fun)))))
430         (exit
431          (let ((value (exit-value node)))
432            (when value
433              (flush-dest value)
434              (setf (exit-value node) nil))))
435         (cset
436          (let ((var (set-var node)))
437            (when (and (lambda-var-p var)
438                       (null (leaf-refs var)))
439              (flush-dest (set-value node))
440              (setf (basic-var-sets var)
441                    (delete node (basic-var-sets var)))
442              (unlink-node node)))))))
443
444   (setf (block-flush-p block) nil)
445   (values))
446 \f
447 ;;;; local call return type propagation
448
449 ;;; This function is called on RETURN nodes that have their REOPTIMIZE
450 ;;; flag set. It iterates over the uses of the RESULT, looking for
451 ;;; interesting stuff to update the TAIL-SET. If a use isn't a local
452 ;;; call, then we union its type together with the types of other such
453 ;;; uses. We assign to the RETURN-RESULT-TYPE the intersection of this
454 ;;; type with the RESULT's asserted type. We can make this
455 ;;; intersection now (potentially before type checking) because this
456 ;;; assertion on the result will eventually be checked (if
457 ;;; appropriate.)
458 ;;;
459 ;;; We call MAYBE-CONVERT-TAIL-LOCAL-CALL on each local non-MV
460 ;;; combination, which may change the succesor of the call to be the
461 ;;; called function, and if so, checks if the call can become an
462 ;;; assignment. If we convert to an assignment, we abort, since the
463 ;;; RETURN has been deleted.
464 (defun find-result-type (node)
465   (declare (type creturn node))
466   (let ((result (return-result node)))
467     (collect ((use-union *empty-type* values-type-union))
468       (do-uses (use result)
469         (cond ((and (basic-combination-p use)
470                     (eq (basic-combination-kind use) :local))
471                (aver (eq (lambda-tail-set (node-home-lambda use))
472                          (lambda-tail-set (combination-lambda use))))
473                (when (combination-p use)
474                  (when (nth-value 1 (maybe-convert-tail-local-call use))
475                    (return-from find-result-type (values)))))
476               (t
477                (use-union (node-derived-type use)))))
478       (let ((int (values-type-intersection
479                   (continuation-asserted-type result)
480                   (use-union))))
481         (setf (return-result-type node) int))))
482   (values))
483
484 ;;; Do stuff to realize that something has changed about the value
485 ;;; delivered to a return node. Since we consider the return values of
486 ;;; all functions in the tail set to be equivalent, this amounts to
487 ;;; bringing the entire tail set up to date. We iterate over the
488 ;;; returns for all the functions in the tail set, reanalyzing them
489 ;;; all (not treating Node specially.)
490 ;;;
491 ;;; When we are done, we check whether the new type is different from
492 ;;; the old TAIL-SET-TYPE. If so, we set the type and also reoptimize
493 ;;; all the continuations for references to functions in the tail set.
494 ;;; This will cause IR1-OPTIMIZE-COMBINATION to derive the new type as
495 ;;; the results of the calls.
496 (defun ir1-optimize-return (node)
497   (declare (type creturn node))
498   (let* ((tails (lambda-tail-set (return-lambda node)))
499          (funs (tail-set-functions tails)))
500     (collect ((res *empty-type* values-type-union))
501       (dolist (fun funs)
502         (let ((return (lambda-return fun)))
503           (when return
504             (when (node-reoptimize return)
505               (setf (node-reoptimize return) nil)
506               (find-result-type return))
507             (res (return-result-type return)))))
508
509       (when (type/= (res) (tail-set-type tails))
510         (setf (tail-set-type tails) (res))
511         (dolist (fun (tail-set-functions tails))
512           (dolist (ref (leaf-refs fun))
513             (reoptimize-continuation (node-cont ref)))))))
514
515   (values))
516 \f
517 ;;;; IF optimization
518
519 ;;; If the test has multiple uses, replicate the node when possible.
520 ;;; Also check whether the predicate is known to be true or false,
521 ;;; deleting the IF node in favor of the appropriate branch when this
522 ;;; is the case.
523 (defun ir1-optimize-if (node)
524   (declare (type cif node))
525   (let ((test (if-test node))
526         (block (node-block node)))
527
528     (when (and (eq (block-start block) test)
529                (eq (continuation-next test) node)
530                (rest (block-start-uses block)))
531       (do-uses (use test)
532         (when (immediately-used-p test use)
533           (convert-if-if use node)
534           (when (continuation-use test) (return)))))
535
536     (let* ((type (continuation-type test))
537            (victim
538             (cond ((constant-continuation-p test)
539                    (if (continuation-value test)
540                        (if-alternative node)
541                        (if-consequent node)))
542                   ((not (types-equal-or-intersect type (specifier-type 'null)))
543                    (if-alternative node))
544                   ((type= type (specifier-type 'null))
545                    (if-consequent node)))))
546       (when victim
547         (flush-dest test)
548         (when (rest (block-succ block))
549           (unlink-blocks block victim))
550         (setf (component-reanalyze (block-component (node-block node))) t)
551         (unlink-node node))))
552   (values))
553
554 ;;; Create a new copy of an IF Node that tests the value of the node
555 ;;; Use. The test must have >1 use, and must be immediately used by
556 ;;; Use. Node must be the only node in its block (implying that
557 ;;; block-start = if-test).
558 ;;;
559 ;;; This optimization has an effect semantically similar to the
560 ;;; source-to-source transformation:
561 ;;;    (IF (IF A B C) D E) ==>
562 ;;;    (IF A (IF B D E) (IF C D E))
563 ;;;
564 ;;; We clobber the NODE-SOURCE-PATH of both the original and the new
565 ;;; node so that dead code deletion notes will definitely not consider
566 ;;; either node to be part of the original source. One node might
567 ;;; become unreachable, resulting in a spurious note.
568 (defun convert-if-if (use node)
569   (declare (type node use) (type cif node))
570   (with-ir1-environment node
571     (let* ((block (node-block node))
572            (test (if-test node))
573            (cblock (if-consequent node))
574            (ablock (if-alternative node))
575            (use-block (node-block use))
576            (dummy-cont (make-continuation))
577            (new-cont (make-continuation))
578            (new-node (make-if :test new-cont
579                               :consequent cblock
580                               :alternative ablock))
581            (new-block (continuation-starts-block new-cont)))
582       (prev-link new-node new-cont)
583       (setf (continuation-dest new-cont) new-node)
584       (add-continuation-use new-node dummy-cont)
585       (setf (block-last new-block) new-node)
586
587       (unlink-blocks use-block block)
588       (delete-continuation-use use)
589       (add-continuation-use use new-cont)
590       (link-blocks use-block new-block)
591
592       (link-blocks new-block cblock)
593       (link-blocks new-block ablock)
594
595       (push "<IF Duplication>" (node-source-path node))
596       (push "<IF Duplication>" (node-source-path new-node))
597
598       (reoptimize-continuation test)
599       (reoptimize-continuation new-cont)
600       (setf (component-reanalyze *current-component*) t)))
601   (values))
602 \f
603 ;;;; exit IR1 optimization
604
605 ;;; This function attempts to delete an exit node, returning true if
606 ;;; it deletes the block as a consequence:
607 ;;; -- If the exit is degenerate (has no Entry), then we don't do anything,
608 ;;;    since there is nothing to be done.
609 ;;; -- If the exit node and its Entry have the same home lambda then we know
610 ;;;    the exit is local, and can delete the exit. We change uses of the
611 ;;;    Exit-Value to be uses of the original continuation, then unlink the
612 ;;;    node. If the exit is to a TR context, then we must do MERGE-TAIL-SETS
613 ;;;    on any local calls which delivered their value to this exit.
614 ;;; -- If there is no value (as in a GO), then we skip the value semantics.
615 ;;;
616 ;;; This function is also called by environment analysis, since it
617 ;;; wants all exits to be optimized even if normal optimization was
618 ;;; omitted.
619 (defun maybe-delete-exit (node)
620   (declare (type exit node))
621   (let ((value (exit-value node))
622         (entry (exit-entry node))
623         (cont (node-cont node)))
624     (when (and entry
625                (eq (node-home-lambda node) (node-home-lambda entry)))
626       (setf (entry-exits entry) (delete node (entry-exits entry)))
627       (prog1
628           (unlink-node node)
629         (when value
630           (collect ((merges))
631             (when (return-p (continuation-dest cont))
632               (do-uses (use value)
633                 (when (and (basic-combination-p use)
634                            (eq (basic-combination-kind use) :local))
635                   (merges use))))
636             (substitute-continuation-uses cont value)
637             (dolist (merge (merges))
638               (merge-tail-sets merge))))))))
639 \f
640 ;;;; combination IR1 optimization
641
642 ;;; Report as we try each transform?
643 #!+sb-show
644 (defvar *show-transforms-p* nil)
645
646 ;;; Do IR1 optimizations on a COMBINATION node.
647 (declaim (ftype (function (combination) (values)) ir1-optimize-combination))
648 (defun ir1-optimize-combination (node)
649   (when (continuation-reoptimize (basic-combination-fun node))
650     (propagate-function-change node))
651   (let ((args (basic-combination-args node))
652         (kind (basic-combination-kind node)))
653     (case kind
654       (:local
655        (let ((fun (combination-lambda node)))
656          (if (eq (functional-kind fun) :let)
657              (propagate-let-args node fun)
658              (propagate-local-call-args node fun))))
659       ((:full :error)
660        (dolist (arg args)
661          (when arg
662            (setf (continuation-reoptimize arg) nil))))
663       (t
664        (dolist (arg args)
665          (when arg
666            (setf (continuation-reoptimize arg) nil)))
667
668        (let ((attr (function-info-attributes kind)))
669          (when (and (ir1-attributep attr foldable)
670                     ;; KLUDGE: The next test could be made more sensitive,
671                     ;; only suppressing constant-folding of functions with
672                     ;; CALL attributes when they're actually passed
673                     ;; function arguments. -- WHN 19990918
674                     (not (ir1-attributep attr call))
675                     (every #'constant-continuation-p args)
676                     (continuation-dest (node-cont node))
677                     ;; Even if the function is foldable in principle,
678                     ;; it might be one of our low-level
679                     ;; implementation-specific functions. Such
680                     ;; functions don't necessarily exist at runtime on
681                     ;; a plain vanilla ANSI Common Lisp
682                     ;; cross-compilation host, in which case the
683                     ;; cross-compiler can't fold it because the
684                     ;; cross-compiler doesn't know how to evaluate it.
685                     #+sb-xc-host
686                     (let* ((ref (continuation-use (combination-fun node)))
687                            (fun (leaf-name (ref-leaf ref))))
688                       (fboundp fun)))
689            (constant-fold-call node)
690            (return-from ir1-optimize-combination)))
691
692        (let ((fun (function-info-derive-type kind)))
693          (when fun
694            (let ((res (funcall fun node)))
695              (when res
696                (derive-node-type node res)
697                (maybe-terminate-block node nil)))))
698
699        (let ((fun (function-info-optimizer kind)))
700          (unless (and fun (funcall fun node))
701            (dolist (x (function-info-transforms kind))
702              #!+sb-show 
703              (when *show-transforms-p*
704                (let* ((cont (basic-combination-fun node))
705                       (fname (continuation-function-name cont t)))
706                  (/show "trying transform" x (transform-function x) "for" fname)))
707              (unless (ir1-transform node x)
708                #!+sb-show
709                (when *show-transforms-p*
710                  (/show "quitting because IR1-TRANSFORM result was NIL"))
711                (return))))))))
712
713   (values))
714
715 ;;; If Call is to a function that doesn't return (i.e. return type is
716 ;;; NIL), then terminate the block there, and link it to the component
717 ;;; tail. We also change the call's CONT to be a dummy continuation to
718 ;;; prevent the use from confusing things.
719 ;;;
720 ;;; Except when called during IR1, we delete the continuation if it
721 ;;; has no other uses. (If it does have other uses, we reoptimize.)
722 ;;;
723 ;;; Termination on the basis of a continuation type assertion is
724 ;;; inhibited when:
725 ;;; -- The continuation is deleted (hence the assertion is spurious), or
726 ;;; -- We are in IR1 conversion (where THE assertions are subject to
727 ;;;    weakening.)
728 (defun maybe-terminate-block (call ir1-p)
729   (declare (type basic-combination call))
730   (let* ((block (node-block call))
731          (cont (node-cont call))
732          (tail (component-tail (block-component block)))
733          (succ (first (block-succ block))))
734     (unless (or (and (eq call (block-last block)) (eq succ tail))
735                 (block-delete-p block)
736                 *converting-for-interpreter*)
737       (when (or (and (eq (continuation-asserted-type cont) *empty-type*)
738                      (not (or ir1-p (eq (continuation-kind cont) :deleted))))
739                 (eq (node-derived-type call) *empty-type*))
740         (cond (ir1-p
741                (delete-continuation-use call)
742                (cond
743                 ((block-last block)
744                  (aver (and (eq (block-last block) call)
745                             (eq (continuation-kind cont) :block-start))))
746                 (t
747                  (setf (block-last block) call)
748                  (link-blocks block (continuation-starts-block cont)))))
749               (t
750                (node-ends-block call)
751                (delete-continuation-use call)
752                (if (eq (continuation-kind cont) :unused)
753                    (delete-continuation cont)
754                    (reoptimize-continuation cont))))
755         
756         (unlink-blocks block (first (block-succ block)))
757         (setf (component-reanalyze (block-component block)) t)
758         (aver (not (block-succ block)))
759         (link-blocks block tail)
760         (add-continuation-use call (make-continuation))
761         t))))
762
763 ;;; This is called both by IR1 conversion and IR1 optimization when
764 ;;; they have verified the type signature for the call, and are
765 ;;; wondering if something should be done to special-case the call. If
766 ;;; Call is a call to a global function, then see whether it defined
767 ;;; or known:
768 ;;; -- If a DEFINED-FUNCTION should be inline expanded, then convert the
769 ;;;    expansion and change the call to call it. Expansion is enabled if
770 ;;;    :INLINE or if space=0. If the FUNCTIONAL slot is true, we never expand,
771 ;;;    since this function has already been converted. Local call analysis
772 ;;;    will duplicate the definition if necessary. We claim that the parent
773 ;;;    form is LABELS for context declarations, since we don't want it to be
774 ;;;    considered a real global function.
775 ;;; -- In addition to a direct check for the function name in the table, we
776 ;;;    also must check for slot accessors. If the function is a slot accessor,
777 ;;;    then we set the combination kind to the function info of %Slot-Setter or
778 ;;;    %Slot-Accessor, as appropriate.
779 ;;; -- If it is a known function, mark it as such by setting the Kind.
780 ;;;
781 ;;; We return the leaf referenced (NIL if not a leaf) and the
782 ;;; function-info assigned.
783 (defun recognize-known-call (call ir1-p)
784   (declare (type combination call))
785   (let* ((ref (continuation-use (basic-combination-fun call)))
786          (leaf (when (ref-p ref) (ref-leaf ref)))
787          (inlinep (if (and (defined-function-p leaf)
788                            (not (byte-compiling)))
789                       (defined-function-inlinep leaf)
790                       :no-chance)))
791     (cond
792      ((eq inlinep :notinline) (values nil nil))
793      ((not (and (global-var-p leaf)
794                 (eq (global-var-kind leaf) :global-function)))
795       (values leaf nil))
796      ((and (ecase inlinep
797              (:inline t)
798              (:no-chance nil)
799              ((nil :maybe-inline) (policy call (zerop space))))
800            (defined-function-inline-expansion leaf)
801            (let ((fun (defined-function-functional leaf)))
802              (or (not fun)
803                  (and (eq inlinep :inline) (functional-kind fun))))
804            (inline-expansion-ok call))
805       (flet ((frob ()
806                (let ((res (ir1-convert-lambda-for-defun
807                            (defined-function-inline-expansion leaf)
808                            leaf t
809                            #'ir1-convert-inline-lambda)))
810                  (setf (defined-function-functional leaf) res)
811                  (change-ref-leaf ref res))))
812         (if ir1-p
813             (frob)
814             (with-ir1-environment call
815               (frob)
816               (local-call-analyze *current-component*))))
817
818       (values (ref-leaf (continuation-use (basic-combination-fun call)))
819               nil))
820      (t
821       (let* ((name (leaf-name leaf))
822              (info (info :function :info
823                          (if (slot-accessor-p leaf)
824                            (if (consp name)
825                              '%slot-setter
826                              '%slot-accessor)
827                            name))))
828         (if info
829             (values leaf (setf (basic-combination-kind call) info))
830             (values leaf nil)))))))
831
832 ;;; Check whether CALL satisfies TYPE. If so, apply the type to the
833 ;;; call, and do MAYBE-TERMINATE-BLOCK and return the values of
834 ;;; RECOGNIZE-KNOWN-CALL. If an error, set the combination kind and
835 ;;; return NIL, NIL. If the type is just FUNCTION, then skip the
836 ;;; syntax check, arg/result type processing, but still call
837 ;;; RECOGNIZE-KNOWN-CALL, since the call might be to a known lambda,
838 ;;; and that checking is done by local call analysis.
839 (defun validate-call-type (call type ir1-p)
840   (declare (type combination call) (type ctype type))
841   (cond ((not (function-type-p type))
842          (aver (multiple-value-bind (val win)
843                    (csubtypep type (specifier-type 'function))
844                  (or val (not win))))
845          (recognize-known-call call ir1-p))
846         ((valid-function-use call type
847                              :argument-test #'always-subtypep
848                              :result-test #'always-subtypep
849                              ;; KLUDGE: Common Lisp is such a dynamic
850                              ;; language that all we can do here in
851                              ;; general is issue a STYLE-WARNING. It
852                              ;; would be nice to issue a full WARNING
853                              ;; in the special case of of type
854                              ;; mismatches within a compilation unit
855                              ;; (as in section 3.2.2.3 of the spec)
856                              ;; but at least as of sbcl-0.6.11, we
857                              ;; don't keep track of whether the
858                              ;; mismatched data came from the same
859                              ;; compilation unit, so we can't do that.
860                              ;; -- WHN 2001-02-11
861                              ;;
862                              ;; FIXME: Actually, I think we could
863                              ;; issue a full WARNING if the call
864                              ;; violates a DECLAIM FTYPE.
865                              :error-function #'compiler-style-warning
866                              :warning-function #'compiler-note)
867          (assert-call-type call type)
868          (maybe-terminate-block call ir1-p)
869          (recognize-known-call call ir1-p))
870         (t
871          (setf (combination-kind call) :error)
872          (values nil nil))))
873
874 ;;; This is called by IR1-OPTIMIZE when the function for a call has
875 ;;; changed. If the call is local, we try to let-convert it, and
876 ;;; derive the result type. If it is a :FULL call, we validate it
877 ;;; against the type, which recognizes known calls, does inline
878 ;;; expansion, etc. If a call to a predicate in a non-conditional
879 ;;; position or to a function with a source transform, then we
880 ;;; reconvert the form to give IR1 another chance.
881 (defun propagate-function-change (call)
882   (declare (type combination call))
883   (let ((*compiler-error-context* call)
884         (fun-cont (basic-combination-fun call)))
885     (setf (continuation-reoptimize fun-cont) nil)
886     (case (combination-kind call)
887       (:local
888        (let ((fun (combination-lambda call)))
889          (maybe-let-convert fun)
890          (unless (member (functional-kind fun) '(:let :assignment :deleted))
891            (derive-node-type call (tail-set-type (lambda-tail-set fun))))))
892       (:full
893        (multiple-value-bind (leaf info)
894            (validate-call-type call (continuation-type fun-cont) nil)
895          (cond ((functional-p leaf)
896                 (convert-call-if-possible
897                  (continuation-use (basic-combination-fun call))
898                  call))
899                ((not leaf))
900                ((or (info :function :source-transform (leaf-name leaf))
901                     (and info
902                          (ir1-attributep (function-info-attributes info)
903                                          predicate)
904                          (let ((dest (continuation-dest (node-cont call))))
905                            (and dest (not (if-p dest))))))
906                 (let ((name (leaf-name leaf)))
907                   (when (symbolp name)
908                     (let ((dums (make-gensym-list (length
909                                                    (combination-args call)))))
910                       (transform-call call
911                                       `(lambda ,dums
912                                          (,name ,@dums))))))))))))
913   (values))
914 \f
915 ;;;; known function optimization
916
917 ;;; Add a failed optimization note to FAILED-OPTIMZATIONS for Node,
918 ;;; Fun and Args. If there is already a note for Node and Transform,
919 ;;; replace it, otherwise add a new one.
920 (defun record-optimization-failure (node transform args)
921   (declare (type combination node) (type transform transform)
922            (type (or function-type list) args))
923   (let* ((table (component-failed-optimizations *component-being-compiled*))
924          (found (assoc transform (gethash node table))))
925     (if found
926         (setf (cdr found) args)
927         (push (cons transform args) (gethash node table))))
928   (values))
929
930 ;;; Attempt to transform NODE using TRANSFORM-FUNCTION, subject to the
931 ;;; call type constraint TRANSFORM-TYPE. If we are inhibited from
932 ;;; doing the transform for some reason and FLAME is true, then we
933 ;;; make a note of the message in FAILED-OPTIMIZATIONS for IR1
934 ;;; finalize to pick up. We return true if the transform failed, and
935 ;;; thus further transformation should be attempted. We return false
936 ;;; if either the transform succeeded or was aborted.
937 (defun ir1-transform (node transform)
938   (declare (type combination node) (type transform transform))
939   (let* ((type (transform-type transform))
940          (fun (transform-function transform))
941          (constrained (function-type-p type))
942          (table (component-failed-optimizations *component-being-compiled*))
943          (flame (if (transform-important transform)
944                     (policy node (>= speed inhibit-warnings))
945                     (policy node (> speed inhibit-warnings))))
946          (*compiler-error-context* node))
947     (cond ((not (member (transform-when transform)
948                         (if *byte-compiling*
949                             '(:byte   :both)
950                             '(:native :both))))
951            ;; FIXME: Make sure that there's a transform for
952            ;; (MEMBER SYMBOL ..) into MEMQ.
953            ;; FIXME: Note that when/if I make SHARE operation to shared
954            ;; constant data between objects in the system, remember that a
955            ;; SHAREd list, or other SHAREd compound object, can be processed
956            ;; recursively, so that e.g. the two lists above can share their
957            ;; '(:BOTH) tail sublists.
958            (let ((when (transform-when transform)))
959              (not (or (eq when :both)
960                       (eq when (if *byte-compiling* :byte :native)))))
961            t)
962           ((or (not constrained)
963                (valid-function-use node type :strict-result t))
964            (multiple-value-bind (severity args)
965                (catch 'give-up-ir1-transform
966                  (transform-call node (funcall fun node))
967                  (values :none nil))
968              (ecase severity
969                (:none
970                 (remhash node table)
971                 nil)
972                (:aborted
973                 (setf (combination-kind node) :error)
974                 (when args
975                   (apply #'compiler-warning args))
976                 (remhash node table)
977                 nil)
978                (:failure
979                 (if args
980                     (when flame
981                       (record-optimization-failure node transform args))
982                     (setf (gethash node table)
983                           (remove transform (gethash node table) :key #'car)))
984                 t)
985                (:delayed
986                  (remhash node table)
987                  nil))))
988           ((and flame
989                 (valid-function-use node
990                                     type
991                                     :argument-test #'types-equal-or-intersect
992                                     :result-test
993                                     #'values-types-equal-or-intersect))
994            (record-optimization-failure node transform type)
995            t)
996           (t
997            t))))
998
999 ;;; When we don't like an IR1 transform, we throw the severity/reason
1000 ;;; and args. 
1001 ;;;
1002 ;;; GIVE-UP-IR1-TRANSFORM is used to throw out of an IR1 transform,
1003 ;;; aborting this attempt to transform the call, but admitting the
1004 ;;; possibility that this or some other transform will later succeed.
1005 ;;; If arguments are supplied, they are format arguments for an
1006 ;;; efficiency note.
1007 ;;;
1008 ;;; ABORT-IR1-TRANSFORM is used to throw out of an IR1 transform and
1009 ;;; force a normal call to the function at run time. No further
1010 ;;; optimizations will be attempted.
1011 ;;;
1012 ;;; DELAY-IR1-TRANSFORM is used to throw out of an IR1 transform, and
1013 ;;; delay the transform on the node until later. REASONS specifies
1014 ;;; when the transform will be later retried. The :OPTIMIZE reason
1015 ;;; causes the transform to be delayed until after the current IR1
1016 ;;; optimization pass. The :CONSTRAINT reason causes the transform to
1017 ;;; be delayed until after constraint propagation.
1018 ;;;
1019 ;;; FIXME: Now (0.6.11.44) that there are 4 variants of this (GIVE-UP,
1020 ;;; ABORT, DELAY/:OPTIMIZE, DELAY/:CONSTRAINT) and we're starting to
1021 ;;; do CASE operations on the various REASON values, it might be a
1022 ;;; good idea to go OO, representing the reasons by objects, using
1023 ;;; CLOS methods on the objects instead of CASE, and (possibly) using
1024 ;;; SIGNAL instead of THROW.
1025 (declaim (ftype (function (&rest t) nil) give-up-ir1-transform))
1026 (defun give-up-ir1-transform (&rest args)
1027   (throw 'give-up-ir1-transform (values :failure args)))
1028 (defun abort-ir1-transform (&rest args)
1029   (throw 'give-up-ir1-transform (values :aborted args)))
1030 (defun delay-ir1-transform (node &rest reasons)
1031   (let ((assoc (assoc node *delayed-ir1-transforms*)))
1032     (cond ((not assoc)
1033             (setf *delayed-ir1-transforms*
1034                     (acons node reasons *delayed-ir1-transforms*))
1035             (throw 'give-up-ir1-transform :delayed))
1036           ((cdr assoc)
1037             (dolist (reason reasons)
1038               (pushnew reason (cdr assoc)))
1039             (throw 'give-up-ir1-transform :delayed)))))
1040
1041 ;;; Clear any delayed transform with no reasons - these should have
1042 ;;; been tried in the last pass. Then remove the reason from the
1043 ;;; delayed transform reasons, and if any become empty then set
1044 ;;; reoptimize flags for the node. Return true if any transforms are
1045 ;;; to be retried.
1046 (defun retry-delayed-ir1-transforms (reason)
1047   (setf *delayed-ir1-transforms*
1048         (remove-if-not #'cdr *delayed-ir1-transforms*))
1049   (let ((reoptimize nil))
1050     (dolist (assoc *delayed-ir1-transforms*)
1051       (let ((reasons (remove reason (cdr assoc))))
1052         (setf (cdr assoc) reasons)
1053         (unless reasons
1054           (let ((node (car assoc)))
1055             (unless (node-deleted node)
1056               (setf reoptimize t)
1057               (setf (node-reoptimize node) t)
1058               (let ((block (node-block node)))
1059                 (setf (block-reoptimize block) t)
1060                 (setf (component-reoptimize (block-component block)) t)))))))
1061     reoptimize))
1062
1063
1064 ;;; Take the lambda-expression RES, IR1 convert it in the proper
1065 ;;; environment, and then install it as the function for the call
1066 ;;; NODE. We do local call analysis so that the new function is
1067 ;;; integrated into the control flow.
1068 (defun transform-call (node res)
1069   (declare (type combination node) (list res))
1070   (with-ir1-environment node
1071     (let ((new-fun (ir1-convert-inline-lambda res))
1072           (ref (continuation-use (combination-fun node))))
1073       (change-ref-leaf ref new-fun)
1074       (setf (combination-kind node) :full)
1075       (local-call-analyze *current-component*)))
1076   (values))
1077
1078 ;;; Replace a call to a foldable function of constant arguments with
1079 ;;; the result of evaluating the form. We insert the resulting
1080 ;;; constant node after the call, stealing the call's continuation. We
1081 ;;; give the call a continuation with no Dest, which should cause it
1082 ;;; and its arguments to go away. If there is an error during the
1083 ;;; evaluation, we give a warning and leave the call alone, making the
1084 ;;; call a :ERROR call.
1085 ;;;
1086 ;;; If there is more than one value, then we transform the call into a
1087 ;;; values form.
1088 (defun constant-fold-call (call)
1089   (declare (type combination call))
1090   (let* ((args (mapcar #'continuation-value (combination-args call)))
1091          (ref (continuation-use (combination-fun call)))
1092          (fun (leaf-name (ref-leaf ref))))
1093
1094     (multiple-value-bind (values win)
1095         (careful-call fun args call "constant folding")
1096       (if (not win)
1097         (setf (combination-kind call) :error)
1098         (let ((dummies (make-gensym-list (length args))))
1099           (transform-call
1100            call
1101            `(lambda ,dummies
1102               (declare (ignore ,@dummies))
1103               (values ,@(mapcar #'(lambda (x) `',x) values))))))))
1104
1105   (values))
1106 \f
1107 ;;;; local call optimization
1108
1109 ;;; Propagate Type to Leaf and its Refs, marking things changed. If
1110 ;;; the leaf type is a function type, then just leave it alone, since
1111 ;;; TYPE is never going to be more specific than that (and
1112 ;;; TYPE-INTERSECTION would choke.)
1113 (defun propagate-to-refs (leaf type)
1114   (declare (type leaf leaf) (type ctype type))
1115   (let ((var-type (leaf-type leaf)))
1116     (unless (function-type-p var-type)
1117       (let ((int (type-approx-intersection2 var-type type)))
1118         (when (type/= int var-type)
1119           (setf (leaf-type leaf) int)
1120           (dolist (ref (leaf-refs leaf))
1121             (derive-node-type ref int))))
1122       (values))))
1123
1124 ;;; Figure out the type of a LET variable that has sets. We compute
1125 ;;; the union of the initial value Type and the types of all the set
1126 ;;; values and to a PROPAGATE-TO-REFS with this type.
1127 (defun propagate-from-sets (var type)
1128   (collect ((res type type-union))
1129     (dolist (set (basic-var-sets var))
1130       (res (continuation-type (set-value set)))
1131       (setf (node-reoptimize set) nil))
1132     (propagate-to-refs var (res)))
1133   (values))
1134
1135 ;;; If a LET variable, find the initial value's type and do
1136 ;;; PROPAGATE-FROM-SETS. We also derive the VALUE's type as the node's
1137 ;;; type.
1138 (defun ir1-optimize-set (node)
1139   (declare (type cset node))
1140   (let ((var (set-var node)))
1141     (when (and (lambda-var-p var) (leaf-refs var))
1142       (let ((home (lambda-var-home var)))
1143         (when (eq (functional-kind home) :let)
1144           (let ((iv (let-var-initial-value var)))
1145             (setf (continuation-reoptimize iv) nil)
1146             (propagate-from-sets var (continuation-type iv)))))))
1147
1148   (derive-node-type node (continuation-type (set-value node)))
1149   (values))
1150
1151 ;;; Return true if the value of Ref will always be the same (and is
1152 ;;; thus legal to substitute.)
1153 (defun constant-reference-p (ref)
1154   (declare (type ref ref))
1155   (let ((leaf (ref-leaf ref)))
1156     (typecase leaf
1157       ((or constant functional) t)
1158       (lambda-var
1159        (null (lambda-var-sets leaf)))
1160       (defined-function
1161        (not (eq (defined-function-inlinep leaf) :notinline)))
1162       (global-var
1163        (case (global-var-kind leaf)
1164          (:global-function t)
1165          (:constant t))))))
1166
1167 ;;; If we have a non-set LET var with a single use, then (if possible)
1168 ;;; replace the variable reference's CONT with the arg continuation.
1169 ;;; This is inhibited when:
1170 ;;; -- CONT has other uses, or
1171 ;;; -- CONT receives multiple values, or
1172 ;;; -- the reference is in a different environment from the variable, or
1173 ;;; -- either continuation has a funky TYPE-CHECK annotation.
1174 ;;; -- the continuations have incompatible assertions, so the new asserted type
1175 ;;;    would be NIL.
1176 ;;; -- the var's DEST has a different policy than the ARG's (think safety).
1177 ;;;
1178 ;;; We change the Ref to be a reference to NIL with unused value, and
1179 ;;; let it be flushed as dead code. A side-effect of this substitution
1180 ;;; is to delete the variable.
1181 (defun substitute-single-use-continuation (arg var)
1182   (declare (type continuation arg) (type lambda-var var))
1183   (let* ((ref (first (leaf-refs var)))
1184          (cont (node-cont ref))
1185          (cont-atype (continuation-asserted-type cont))
1186          (dest (continuation-dest cont)))
1187     (when (and (eq (continuation-use cont) ref)
1188                dest
1189                (not (typep dest '(or creturn exit mv-combination)))
1190                (eq (node-home-lambda ref)
1191                    (lambda-home (lambda-var-home var)))
1192                (member (continuation-type-check arg) '(t nil))
1193                (member (continuation-type-check cont) '(t nil))
1194                (not (eq (values-type-intersection
1195                          cont-atype
1196                          (continuation-asserted-type arg))
1197                         *empty-type*))
1198                (eq (lexenv-policy (node-lexenv dest))
1199                    (lexenv-policy (node-lexenv (continuation-dest arg)))))
1200       (aver (member (continuation-kind arg)
1201                     '(:block-start :deleted-block-start :inside-block)))
1202       (assert-continuation-type arg cont-atype)
1203       (setf (node-derived-type ref) *wild-type*)
1204       (change-ref-leaf ref (find-constant nil))
1205       (substitute-continuation arg cont)
1206       (reoptimize-continuation arg)
1207       t)))
1208
1209 ;;; Delete a LET, removing the call and bind nodes, and warning about
1210 ;;; any unreferenced variables. Note that FLUSH-DEAD-CODE will come
1211 ;;; along right away and delete the REF and then the lambda, since we
1212 ;;; flush the FUN continuation.
1213 (defun delete-let (fun)
1214   (declare (type clambda fun))
1215   (aver (member (functional-kind fun) '(:let :mv-let)))
1216   (note-unreferenced-vars fun)
1217   (let ((call (let-combination fun)))
1218     (flush-dest (basic-combination-fun call))
1219     (unlink-node call)
1220     (unlink-node (lambda-bind fun))
1221     (setf (lambda-bind fun) nil))
1222   (values))
1223
1224 ;;; This function is called when one of the arguments to a LET
1225 ;;; changes. We look at each changed argument. If the corresponding
1226 ;;; variable is set, then we call PROPAGATE-FROM-SETS. Otherwise, we
1227 ;;; consider substituting for the variable, and also propagate
1228 ;;; derived-type information for the arg to all the Var's refs.
1229 ;;;
1230 ;;; Substitution is inhibited when the arg leaf's derived type isn't a
1231 ;;; subtype of the argument's asserted type. This prevents type
1232 ;;; checking from being defeated, and also ensures that the best
1233 ;;; representation for the variable can be used.
1234 ;;;
1235 ;;; Substitution of individual references is inhibited if the
1236 ;;; reference is in a different component from the home. This can only
1237 ;;; happen with closures over top-level lambda vars. In such cases,
1238 ;;; the references may have already been compiled, and thus can't be
1239 ;;; retroactively modified.
1240 ;;;
1241 ;;; If all of the variables are deleted (have no references) when we
1242 ;;; are done, then we delete the LET.
1243 ;;;
1244 ;;; Note that we are responsible for clearing the
1245 ;;; Continuation-Reoptimize flags.
1246 (defun propagate-let-args (call fun)
1247   (declare (type combination call) (type clambda fun))
1248   (loop for arg in (combination-args call)
1249         and var in (lambda-vars fun) do
1250     (when (and arg (continuation-reoptimize arg))
1251       (setf (continuation-reoptimize arg) nil)
1252       (cond
1253        ((lambda-var-sets var)
1254         (propagate-from-sets var (continuation-type arg)))
1255        ((let ((use (continuation-use arg)))
1256           (when (ref-p use)
1257             (let ((leaf (ref-leaf use)))
1258               (when (and (constant-reference-p use)
1259                          (values-subtypep (leaf-type leaf)
1260                                           (continuation-asserted-type arg)))
1261                 (propagate-to-refs var (continuation-type arg))
1262                 (let ((this-comp (block-component (node-block use))))
1263                   (substitute-leaf-if
1264                    #'(lambda (ref)
1265                        (cond ((eq (block-component (node-block ref))
1266                                   this-comp)
1267                               t)
1268                              (t
1269                               (aver (eq (functional-kind (lambda-home fun))
1270                                         :top-level))
1271                               nil)))
1272                    leaf var))
1273                 t)))))
1274        ((and (null (rest (leaf-refs var)))
1275              (not *byte-compiling*)
1276              (substitute-single-use-continuation arg var)))
1277        (t
1278         (propagate-to-refs var (continuation-type arg))))))
1279
1280   (when (every #'null (combination-args call))
1281     (delete-let fun))
1282
1283   (values))
1284
1285 ;;; This function is called when one of the args to a non-LET local
1286 ;;; call changes. For each changed argument corresponding to an unset
1287 ;;; variable, we compute the union of the types across all calls and
1288 ;;; propagate this type information to the var's refs.
1289 ;;;
1290 ;;; If the function has an XEP, then we don't do anything, since we
1291 ;;; won't discover anything.
1292 ;;;
1293 ;;; We can clear the Continuation-Reoptimize flags for arguments in
1294 ;;; all calls corresponding to changed arguments in Call, since the
1295 ;;; only use in IR1 optimization of the Reoptimize flag for local call
1296 ;;; args is right here.
1297 (defun propagate-local-call-args (call fun)
1298   (declare (type combination call) (type clambda fun))
1299
1300   (unless (or (functional-entry-function fun)
1301               (lambda-optional-dispatch fun))
1302     (let* ((vars (lambda-vars fun))
1303            (union (mapcar #'(lambda (arg var)
1304                               (when (and arg
1305                                          (continuation-reoptimize arg)
1306                                          (null (basic-var-sets var)))
1307                                 (continuation-type arg)))
1308                           (basic-combination-args call)
1309                           vars))
1310            (this-ref (continuation-use (basic-combination-fun call))))
1311
1312       (dolist (arg (basic-combination-args call))
1313         (when arg
1314           (setf (continuation-reoptimize arg) nil)))
1315
1316       (dolist (ref (leaf-refs fun))
1317         (let ((dest (continuation-dest (node-cont ref))))
1318           (unless (or (eq ref this-ref) (not dest))
1319             (setq union
1320                   (mapcar #'(lambda (this-arg old)
1321                               (when old
1322                                 (setf (continuation-reoptimize this-arg) nil)
1323                                 (type-union (continuation-type this-arg) old)))
1324                           (basic-combination-args dest)
1325                           union)))))
1326
1327       (mapc #'(lambda (var type)
1328                 (when type
1329                   (propagate-to-refs var type)))
1330             vars union)))
1331
1332   (values))
1333 \f
1334 ;;;; multiple values optimization
1335
1336 ;;; Do stuff to notice a change to a MV combination node. There are
1337 ;;; two main branches here:
1338 ;;;  -- If the call is local, then it is already a MV let, or should
1339 ;;;     become one. Note that although all :LOCAL MV calls must eventually
1340 ;;;     be converted to :MV-LETs, there can be a window when the call
1341 ;;;     is local, but has not been LET converted yet. This is because
1342 ;;;     the entry-point lambdas may have stray references (in other
1343 ;;;     entry points) that have not been deleted yet.
1344 ;;;  -- The call is full. This case is somewhat similar to the non-MV
1345 ;;;     combination optimization: we propagate return type information and
1346 ;;;     notice non-returning calls. We also have an optimization
1347 ;;;     which tries to convert MV-CALLs into MV-binds.
1348 (defun ir1-optimize-mv-combination (node)
1349   (ecase (basic-combination-kind node)
1350     (:local
1351      (let ((fun-cont (basic-combination-fun node)))
1352        (when (continuation-reoptimize fun-cont)
1353          (setf (continuation-reoptimize fun-cont) nil)
1354          (maybe-let-convert (combination-lambda node))))
1355      (setf (continuation-reoptimize (first (basic-combination-args node))) nil)
1356      (when (eq (functional-kind (combination-lambda node)) :mv-let)
1357        (unless (convert-mv-bind-to-let node)
1358          (ir1-optimize-mv-bind node))))
1359     (:full
1360      (let* ((fun (basic-combination-fun node))
1361             (fun-changed (continuation-reoptimize fun))
1362             (args (basic-combination-args node)))
1363        (when fun-changed
1364          (setf (continuation-reoptimize fun) nil)
1365          (let ((type (continuation-type fun)))
1366            (when (function-type-p type)
1367              (derive-node-type node (function-type-returns type))))
1368          (maybe-terminate-block node nil)
1369          (let ((use (continuation-use fun)))
1370            (when (and (ref-p use) (functional-p (ref-leaf use)))
1371              (convert-call-if-possible use node)
1372              (when (eq (basic-combination-kind node) :local)
1373                (maybe-let-convert (ref-leaf use))))))
1374        (unless (or (eq (basic-combination-kind node) :local)
1375                    (eq (continuation-function-name fun) '%throw))
1376          (ir1-optimize-mv-call node))
1377        (dolist (arg args)
1378          (setf (continuation-reoptimize arg) nil))))
1379     (:error))
1380   (values))
1381
1382 ;;; Propagate derived type info from the values continuation to the
1383 ;;; vars.
1384 (defun ir1-optimize-mv-bind (node)
1385   (declare (type mv-combination node))
1386   (let ((arg (first (basic-combination-args node)))
1387         (vars (lambda-vars (combination-lambda node))))
1388     (multiple-value-bind (types nvals)
1389         (values-types (continuation-derived-type arg))
1390       (unless (eq nvals :unknown)
1391         (mapc #'(lambda (var type)
1392                   (if (basic-var-sets var)
1393                       (propagate-from-sets var type)
1394                       (propagate-to-refs var type)))
1395                 vars
1396                 (append types
1397                         (make-list (max (- (length vars) nvals) 0)
1398                                    :initial-element (specifier-type 'null))))))
1399     (setf (continuation-reoptimize arg) nil))
1400   (values))
1401
1402 ;;; If possible, convert a general MV call to an MV-BIND. We can do
1403 ;;; this if:
1404 ;;; -- The call has only one argument, and
1405 ;;; -- The function has a known fixed number of arguments, or
1406 ;;; -- The argument yields a known fixed number of values.
1407 ;;;
1408 ;;; What we do is change the function in the MV-CALL to be a lambda
1409 ;;; that "looks like an MV bind", which allows
1410 ;;; IR1-OPTIMIZE-MV-COMBINATION to notice that this call can be
1411 ;;; converted (the next time around.) This new lambda just calls the
1412 ;;; actual function with the MV-BIND variables as arguments. Note that
1413 ;;; this new MV bind is not let-converted immediately, as there are
1414 ;;; going to be stray references from the entry-point functions until
1415 ;;; they get deleted.
1416 ;;;
1417 ;;; In order to avoid loss of argument count checking, we only do the
1418 ;;; transformation according to a known number of expected argument if
1419 ;;; safety is unimportant. We can always convert if we know the number
1420 ;;; of actual values, since the normal call that we build will still
1421 ;;; do any appropriate argument count checking.
1422 ;;;
1423 ;;; We only attempt the transformation if the called function is a
1424 ;;; constant reference. This allows us to just splice the leaf into
1425 ;;; the new function, instead of trying to somehow bind the function
1426 ;;; expression. The leaf must be constant because we are evaluating it
1427 ;;; again in a different place. This also has the effect of squelching
1428 ;;; multiple warnings when there is an argument count error.
1429 (defun ir1-optimize-mv-call (node)
1430   (let ((fun (basic-combination-fun node))
1431         (*compiler-error-context* node)
1432         (ref (continuation-use (basic-combination-fun node)))
1433         (args (basic-combination-args node)))
1434
1435     (unless (and (ref-p ref) (constant-reference-p ref)
1436                  args (null (rest args)))
1437       (return-from ir1-optimize-mv-call))
1438
1439     (multiple-value-bind (min max)
1440         (function-type-nargs (continuation-type fun))
1441       (let ((total-nvals
1442              (multiple-value-bind (types nvals)
1443                  (values-types (continuation-derived-type (first args)))
1444                (declare (ignore types))
1445                (if (eq nvals :unknown) nil nvals))))
1446
1447         (when total-nvals
1448           (when (and min (< total-nvals min))
1449             (compiler-warning
1450              "MULTIPLE-VALUE-CALL with ~R values when the function expects ~
1451              at least ~R."
1452              total-nvals min)
1453             (setf (basic-combination-kind node) :error)
1454             (return-from ir1-optimize-mv-call))
1455           (when (and max (> total-nvals max))
1456             (compiler-warning
1457              "MULTIPLE-VALUE-CALL with ~R values when the function expects ~
1458              at most ~R."
1459              total-nvals max)
1460             (setf (basic-combination-kind node) :error)
1461             (return-from ir1-optimize-mv-call)))
1462
1463         (let ((count (cond (total-nvals)
1464                            ((and (policy node (zerop safety))
1465                                  (eql min max))
1466                             min)
1467                            (t nil))))
1468           (when count
1469             (with-ir1-environment node
1470               (let* ((dums (make-gensym-list count))
1471                      (ignore (gensym))
1472                      (fun (ir1-convert-lambda
1473                            `(lambda (&optional ,@dums &rest ,ignore)
1474                               (declare (ignore ,ignore))
1475                               (funcall ,(ref-leaf ref) ,@dums)))))
1476                 (change-ref-leaf ref fun)
1477                 (aver (eq (basic-combination-kind node) :full))
1478                 (local-call-analyze *current-component*)
1479                 (aver (eq (basic-combination-kind node) :local)))))))))
1480   (values))
1481
1482 ;;; If we see:
1483 ;;;    (multiple-value-bind
1484 ;;;     (x y)
1485 ;;;     (values xx yy)
1486 ;;;      ...)
1487 ;;; Convert to:
1488 ;;;    (let ((x xx)
1489 ;;;       (y yy))
1490 ;;;      ...)
1491 ;;;
1492 ;;; What we actually do is convert the VALUES combination into a
1493 ;;; normal LET combination calling the original :MV-LET lambda. If
1494 ;;; there are extra args to VALUES, discard the corresponding
1495 ;;; continuations. If there are insufficient args, insert references
1496 ;;; to NIL.
1497 (defun convert-mv-bind-to-let (call)
1498   (declare (type mv-combination call))
1499   (let* ((arg (first (basic-combination-args call)))
1500          (use (continuation-use arg)))
1501     (when (and (combination-p use)
1502                (eq (continuation-function-name (combination-fun use))
1503                    'values))
1504       (let* ((fun (combination-lambda call))
1505              (vars (lambda-vars fun))
1506              (vals (combination-args use))
1507              (nvars (length vars))
1508              (nvals (length vals)))
1509         (cond ((> nvals nvars)
1510                (mapc #'flush-dest (subseq vals nvars))
1511                (setq vals (subseq vals 0 nvars)))
1512               ((< nvals nvars)
1513                (with-ir1-environment use
1514                  (let ((node-prev (node-prev use)))
1515                    (setf (node-prev use) nil)
1516                    (setf (continuation-next node-prev) nil)
1517                    (collect ((res vals))
1518                      (loop as cont = (make-continuation use)
1519                            and prev = node-prev then cont
1520                            repeat (- nvars nvals)
1521                            do (reference-constant prev cont nil)
1522                               (res cont))
1523                      (setq vals (res)))
1524                    (prev-link use (car (last vals)))))))
1525         (setf (combination-args use) vals)
1526         (flush-dest (combination-fun use))
1527         (let ((fun-cont (basic-combination-fun call)))
1528           (setf (continuation-dest fun-cont) use)
1529           (setf (combination-fun use) fun-cont))
1530         (setf (combination-kind use) :local)
1531         (setf (functional-kind fun) :let)
1532         (flush-dest (first (basic-combination-args call)))
1533         (unlink-node call)
1534         (when vals
1535           (reoptimize-continuation (first vals)))
1536         (propagate-to-args use fun))
1537       t)))
1538
1539 ;;; If we see:
1540 ;;;    (values-list (list x y z))
1541 ;;;
1542 ;;; Convert to:
1543 ;;;    (values x y z)
1544 ;;;
1545 ;;; In implementation, this is somewhat similar to
1546 ;;; CONVERT-MV-BIND-TO-LET. We grab the args of LIST and make them
1547 ;;; args of the VALUES-LIST call, flushing the old argument
1548 ;;; continuation (allowing the LIST to be flushed.)
1549 (defoptimizer (values-list optimizer) ((list) node)
1550   (let ((use (continuation-use list)))
1551     (when (and (combination-p use)
1552                (eq (continuation-function-name (combination-fun use))
1553                    'list))
1554       (change-ref-leaf (continuation-use (combination-fun node))
1555                        (find-free-function 'values "in a strange place"))
1556       (setf (combination-kind node) :full)
1557       (let ((args (combination-args use)))
1558         (dolist (arg args)
1559           (setf (continuation-dest arg) node))
1560         (setf (combination-args use) nil)
1561         (flush-dest list)
1562         (setf (combination-args node) args))
1563       t)))
1564
1565 ;;; If VALUES appears in a non-MV context, then effectively convert it
1566 ;;; to a PROG1. This allows the computation of the additional values
1567 ;;; to become dead code.
1568 (deftransform values ((&rest vals) * * :node node)
1569   (when (typep (continuation-dest (node-cont node))
1570                '(or creturn exit mv-combination))
1571     (give-up-ir1-transform))
1572   (setf (node-derived-type node) *wild-type*)
1573   (if vals
1574       (let ((dummies (make-gensym-list (length (cdr vals)))))
1575         `(lambda (val ,@dummies)
1576            (declare (ignore ,@dummies))
1577            val))
1578       nil))